Des pièces polymères structurelles pour l'agriculture
Notre client, Carré S.A.S., nous a consulté dans le cadre de la conception d’un support innovant de dent de herse étrille. Ce dernier devait présenter un fort potentiel d’optimisation de masse par rapport à une structure mécano-soudée classique tout en offrant des potentiels accrus en rapidité d’assemblage, réglage, précision du processus d’étrillage, sécurité de verrouillage, résistance, durabilité et produit en grande série, 10.000 à 15.000 par an.
Au regard de ces exigences fonctionnelles et de la forte notion d’intégration de fonctions induite, nous avons conçu et prédimensionné un avant-projet à base de matériau plastique, en l’occurrence un polymère type Polypropylène chargé à 30% de fibre de verre. Cette architecture, après 2 phases d'optimisations, a rapidement démontré son potentiel quant au respect des exigences fonctionnelles ainsi que concernant les aspects budgétaires, investissements outillages et prix série des différentes pièces.
Cela montre le potentiel d'utilisation des matériaux polymères dans le secteur agricole pour des applications subissant des contraintes mécaniques importantes et pour des applications en série.
Bien que le secteur agricole fasse traditionnellement appel au processus de mécano-soudure pour satisfaire ses exigences fonctionnelles, avec l’apparition de la notion de série, le compromis technico-économique offert par le processus d’injection plastique devient très favorable dès-lors que les notions d’intégration de fonctions et d’optimisation ont bien été prises en compte.
En effet, le processus d’injection plastique permet notamment l’obtention de formes complexes ainsi que l’optimisation du ''placement'' de la matière en fonction des contraintes mécaniques subies.
La conception du support de dent de herse étrille PRESSIUS est réalisée en Polypropylène chargé à 30% de fibre de verre de couleur gris clair, simulation rhéologique avec Moldflow, calcul de structure avec Catia V5 et post-traitement avec la loi matière à 85° Celsius pour anticiper les conséquences de fortes contraintes environnementales, notamment un plein ensoleillement.
L'ensemble se compose de 5 pièces injectées avec 4 outillages : un outillage avec 2 tiroirs et un autre outillage qui réalise simultanément 2 références.
Les outillages et l'injection sont réalisés par ENOVIO.
À noter que pour la notion de recyclabilité, pictogramme et matière sont indiqués sur les pièces.
Seulement 2 boulons sont nécessaires pour l’assemblage-montage de cette architecture polymère pour 5 initialement prévus pour la version métallique, d’où un temps d’assemblage-montage largement optimisé.
Le gain de masse, contrainte hiérarchisée numéro 1 dans le cahier des charges, est de 501kg pour la herse étrille de 12.2 mètres comportant 438 modules de dent et de 625kg pour la herse étrille de 15.4 mètres comportant 546 modules de dent.
Les intégrations de fonctions réalisées sont :
- Réglage du compromis rigidité latérale et vibration pour assurer un processus d’étrillage optimal
- Démontage rapide sans outil de la dent
- Escamotage individuel des dents pour augmenter la plage d’utilisation et ajuster la largeur de travail
- Déclipsage automatique de la dent en cas de fausse manœuvre
- Ensemble polymère sans entretien.
